利用SLAF-seq技术构建高密度丹参连锁图谱

利用SLAF-seq技术构建高密度丹参连锁图谱丹参为唇形科鼠尾草属多年生草本植物,丹参的根及根茎,是我国重要的大宗药材之一。丹参用药量巨大,但目前丹参育种主要以引种和选种为主,遗传改良进程缓慢、优良品种缺乏。

丹参农艺性状与丹参产量和品质有直接关系,间接影响着丹参的经济效益。丹参农艺性状多为多基因控制的数量性状,而数量性状遗传规律的研究往往是传统育种的难点,也是影响育种效率的主要制约因素,是造成丹参经济效益低的重要因素。

构建高密度丹参分子标记遗传连锁图,对控制产量相关性状QTL进行精细定位,明确其在染色体上的位置和效应,对于丹参产量相关性状的遗传改良具有重要意义。目前仅有一张由本实验室构建的丹参遗传连锁图谱,丹参高密度遗传连锁图谱还未见报道。

本研究以丹参品系“紫花74”为母本,“白花18”为父本,杂交得到的98

个F1个体为作图群体,利用SLAF-seq技术开发SLAF标记,构建了国内外首张高密度丹参遗传连锁图谱,并对丹参叶片、花、根部相关农艺性状进行了初步的QTL 分析。主要结果如下:利用SLAF-seq技术,测序共得到155.96 M原始数据,包含155,958,181条测序序列。

通过信息分析,共得到151,035个SLAF标签,其中多态性的SLAF标签64,022,多态率为41.60%,亲本平均测序深度为83.43X;子代平均测序深度10.36X。标记的五个分离类型(ab×cd,ef×eg,hk×hk,lm×lm,nn×np)被用于遗传图谱构建,共有23,890个SLAFs(比率为15.82%)。

通过筛选去除质量低、缺少亲本信息、严重偏分离和其他不适合构建图谱的

标记,最终共有5,164个SLAF标记连锁到图谱上。本研究构建了含有8个连锁群,总图距1,516.43c M,平均图距0.29 c M覆盖率为99.83%的高密度丹参遗传连锁图谱。

雄性图中的标记数为2,966,雌性图中的标记数为3,038,中性图包含5,164个SLAFs(7,554个SNP)。最大的连锁群是LG8,有830个标记,覆盖297.25 c M,相邻标记间最大距离为0.36 c M。

LG1是最密的连锁群,包括559个标记,相邻标记间的平均距离为0.24 c M,最小的连锁群是LG1,含有478个标记,长度130.64 c M,相邻标记间的平均距离为0.27 c M。亲本图谱中的最大的连锁群与中性图相同,都是LG8,其中雄性图中有468个标记,覆盖297.244 c M,雌性图中,有511个标记,覆盖293.022 c M。

然而,最小的连锁群却不同,雄性图中中为LG1(107.028c M),雌性图中为LG7(115.325 c M)。利用构建的遗传连锁图谱和Map QTL软件,对丹参F1群体的农艺性状数据进行相关QTL定位与分析,检测丹参农艺性状与作图标记之间的关系以及初步判断其在分子遗传图谱上的位置,估算出性状基因位点对性状表型的贡献率等参数。

本研究共定位到13个与丹参农艺性状相关的QTL,分别位于LG1、LG2、LG4、LG7、LG8上,包括控制基生叶柄长的2个、控制基生叶复叶数的1个、控制茎生叶柄长的1个、控制茎生叶叶长的1个、控制花序长的4个、控制每轮小花数的1个、控制花梗长的1个、控制根条数的1个、控制根幅的1个。